Um diodo é um componente eletrônico de dois terminais que conduz eletricidade em apenas uma direção e somente quando uma certa diferença de potencial mínima, ou tensão, é aplicada a seus dois terminais. Os primeiros diodos foram usados para converter AC em DC e filtrar o sinal nos rádios. Desde então, os diodos se tornaram onipresentes, usados para proteger eletrônicos, iluminar nossas casas e enviar sinais de controle remoto.
A Estrutura Básica
Para entender a base do uso de um diodo, é útil olhar para a estrutura de um diodo padrão. O diodo p-n padrão possui dois semicondutores que fazem contato, formando uma interface. Semicondutores puros não conduzem, então impurezas de metal são adicionadas. Em um semicondutor do diodo p-n, o metal contaminante cede facilmente um elétron; o outro é igualmente dopado (impurificado) com um metal que aceita um elétron facilmente. Na interface, os elétrons se movem de um lado para o outro, tornando os átomos que os elétrons deixaram carregados positivamente e os átomos receptores negativos. Esse desvio da neutralidade ocorre apenas na interface. Ele cria um campo elétrico de modo que os elétrons que fluem de uma corrente externa vão principalmente do lado aceitador de elétrons para o lado doador de elétrons.
Primeiros Diodos: Rádios
Esta propriedade unidirecional foi explorada pela primeira vez em rádios AM. O sinal de rádio oscila para frente e para trás, criando uma corrente alternada na antena. Antes da amplificação, o sinal deve ser unidirecional. Um diodo de rádio, portanto, permite que a metade do sinal mova os elétrons em uma direção, mas não na outra metade. Em suma, o AC é transformado em DC. Os capacitores então filtram a alta frequência, deixando apenas o sinal de áudio, pronto para amplificação.
CONDUZIU
Se você aplicar uma tensão em um diodo, os elétrons da corrente elétrica se movem ao redor do circuito elétrico irá emitir um comprimento de onda específico de luz ao anexar à impureza que aceita um elétron. É assim que diodos emissores de luz (LEDs) produzem luz. Os elétrons então se movem através da interface do semicondutor por causa do campo elétrico entre eles, cruzam o semicondutor que doa elétrons e continua até a extremidade posterior da fonte de voltagem para completar o o circuito.
Fotodiodos e diodos sensíveis à luz
Assim como os diodos podem produzir luz, eles também podem criar corrente quando a recebem. Os dois tipos funcionam juntos em um dispositivo de controle remoto, por exemplo, para sua televisão. O último é como os painéis fotovoltaicos funcionam. Dois diodos emitem luz de seu controle remoto: um emite luz visível para que você saiba que o sinal está sendo enviado; o outro emite um sinal binário em um comprimento de onda invisível (daí a necessidade do fotodiodo visível). Os fótons atingem o semicondutor doador de elétrons, liberando elétrons e fornecendo-lhes energia cinética. A energia cinética pode traduzir em apenas uma direção, uma vez que apenas uma direção da corrente elétrica é permitida. É a mesma maneira que os painéis solares funcionam, traduzindo os fótons do Sol em corrente elétrica em apenas uma direção.
Proteção de circuito
Um diodo pode proteger o circuito de baterias inseridas incorretamente. A polaridade estará incorreta, mas não danificará o circuito além do diodo, que permite apenas a passagem de uma corrente fraca. Os diodos também desempenham um papel importante nos estabilizadores de energia. Os chamados diodos de "avalanche" conduzem a um fio terra, mas não deixam a corrente regular passar por causa de sua orientação unidirecional. Em uma tensão alta o suficiente, um diodo deixará a tensão passar. Quando a tensão sobe muito acima dos níveis operacionais, o diodo de avalanche se abre e permite que a tensão extra saia pelo fio terra.